DE102005008038A1

DE102005008038A1 - Kraftstoffzuteiler für eine Kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE102005008038A1
Application number: DE102005008038A
Authority: DE
Inventors: Eckhard Bodenhausen; Horst Kirschner; Karl Bendel; Rolf Bald; Martin Haug
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-08-24
Also published as: JP2006233968A; JP2012167681A; JP5528506B2; JP5064698B2

Abstract

Es wird ein Kraftstoffzuteiler für eine Kraftstoffeinspritzanlage beschrieben, bei dem ein Kraftstoffverteilerstück (1) und die Einspritzventile (5) durch eine Ummantelung (15) umgeben sind. Die Ummantelung (15) ist so gestaltet, dass die Schaltgeräusche der Einspritzventile (5) nicht an die Umgebung gelangen.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffzuteiler für eine Kraftstoffeinspritzanlage mit einem Kraftstoffverteilerstück, mit mindestens zwei Einspritzventilen, wobei die Einspritzventile mit dem Kraftstoffverteilerstück hydraulisch dicht verbunden sind, und mit einer Ummantelung von Kraftstoffverteilerstück und Einspritzventilen.
Stand der Technik
Ein solcher Kraftstoffzuteiler ist beispielsweise aus der DE 195 46 441 A1 bekannt. Das Kraftstoffverteilerstück hat die Aufgabe, die Einspritzventile mit Kraftstoff zu versorgen. Dazu weist das Kraftstoffverteilerstück für jedes Einspritzventil einen Anschlussstutzen auf, an dem die Einspritzventile entweder lösbar oder unlösbar befestigt sind. Beispielsweise ist es bekannt, die Einspritzventile durch Schweißen an die Anschlussstutzen zu befestigen. Alternativ ist es auch möglich, durch eine lösbare oder eine unlösbare Schnappverbindung die Einspritzventile an den Anschlussstutzen zu befestigen.
Damit die Einspritzventile bezüglich ihrer Lage fixiert werden, ist es bei dem aus der DE 195 46 441 bekannten Kraftstoffzuteiler bekannt, sowohl das Kraftstoffverteilerstück als auch die Einspritzventile mit einer Ummantelung zu umgeben. Dabei wird ein glasfaserverstärkter Kunststoff eingesetzt.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffzuteiler ist vorgesehen, dass die Ummantelung aus einem geräuschdämmenden Kunststoff besteht.

Vorteile der Erfindung

Durch die Wahl eines geräuschdämmenden Kunststoffes können die beim Ansteuern der Einspritzventile entstehenden Geräuschemissionen wirkungsvoll verringert werden. Dies ist insbesondere im Leerlauf der Brennkraftmaschine von besonderer Bedeutung, da moderne Brennkraftmaschinen heutzutage so leise sind, dass die Schaltgeräusche der Einspritzventile als leises „Klicken" hörbar sind und dieses „Klicken" den akustischen Eindruck der Brennkraftmaschine beeinträchtigt.

Im Ergebnis wird durch den Einsatz eines geräuschdämmenden Kunststoffs die Laufruhe der Brennkraftmaschine insbesondere in dem für die Beurteilung wichtigen Leerlaufbetrieb signifikant reduziert. Die Reduktion der Geräuschemissionen ist besonders wirkungsvoll in dem Frequenzbereich zwischen 4 kHz und 16 kHz, so dass die mit der erfindungsgemäßen Ummantelung erzielte Reduktion von Menschen wahrgenommen wird.

Da der Aufbau und die Struktur des erfindungsgemäßen Kraftstoffzuteilers im Wesentlichen unverändert bleiben, ist die Erfindung ohne nennenswerte Mehrkosten realisierbar. Dies ist besonders von Bedeutung bei in Großserie gefertigten Einspritzanlagen.

Als vorteilhafte Kunststoffe haben sich u. a. Polyamid, Polybutylenterephtalat oder Polyphenylsulfid bewährt.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Ummantelung aus einem elastischen Schaum besteht, da solche Schäume eine sehr gute Geräuschdämmung aufweisen. Insbesondere die Verwendung von offenporigen Schämen oder Schaumstoffen, die mit einem Füllmaterial mit einem hohen spezifischen Gewicht versetzt sind, hat sich als besonders wirksam erwiesen. Dabei ist die Erfindung nicht auf offenporige Schaumstoffe beschränkt, sondern kann auch vorteilhaft mit geschlossenporigen Schäumen realisiert werden.

Im Zusammenhang mit der Erfindung hat es sich weiter bewährt, der Ummantelung einen Füllstoff, bevorzugt einen Füllstoff mit hohem spezifischem Gewicht, zuzusetzen. Dabei hängt der Bereich des spezifischen Gewichts, in dem die Füllstoffe vorteilhafterweise liegen sollten, von den Randbedingungen ab, da bei allen Schwingungsphänomenen eine Abstimmung zwischen der Schallquelle und dem Dämmungsmaterial erfolgen muss, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Es hat sich bei Versuchen ergeben, dass Kunststoffe mit einem spezifischen Gewicht größer als 1,0 g/cm³ eine ausreichende Dämpfungswirkung aufweisen. Besonders vorteilhaft haben sich auch Kunststoffe mit einem spezifischen Gewicht von 1,4 g/cm³ erwiesen. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese spezifischen Gewichte beschränkt.

Als vorteilhafte Füllstoffe haben sich Bariumsulfat und Eisenoxid erwiesen.

Die Ummantelung des erfindungsgemäßen Kraftstoffzuteilers kann vorteilhafterweise durch Kunststoffspritzen hergestellt werden. Dabei ist es alternativ möglich, die Ummantelung direkt um das Kraftstoffverteilerstück und die Einspritzventile herum zu spritzen oder die Ummantelung aus zwei Schalen herzustellen und diese zwei Schalen um das Kraftstoffverteilerstück und die mindestens zwei Einspritzventile zu legen und in dieser Position zu befestigen. Welcher der genannten Varianten im Einzelfall der Vorzug gegeben wird, hängt von den sonstigen Randbedingungen ab und ist im Einzelfall zu entscheiden.

Um eine weitere Verbesserung der Geräuschdämmung zu erreichen, ist vorgesehen, dass an den Befestigungsbohrungen des Kraftstoffzuteilers ein Dämpfungselement angeordnet ist, welches eine akustische Entkopplung zwischen Ummantelung einerseits sowie einer Befestigungsschraube und dem Fügepartner, wie beispielsweise dem Zylinderkopf oder dem Saugrohr einer Brennkraftmaschine andererseits, sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung gewährleistet.

Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Dämpfungselement aus einer zylindrischen Hülse und zwei Scheiben besteht. Die Hülse besteht dabei vorzugsweise aus einem formstabilen Werkstoff, während die Scheiben aus einem Material mit guten Dämpfungseigenschaften hergestellt wird. Die Scheiben können beispielsweise einstückig aus Gummi hergestellt werden. Alternativ können die Scheiben auch aus Metall hergestellt werden, wobei es sich als sehr vorteilhaft erwiesen hat, wenn mindestens eine der beiden Scheiben aus Stahlwolle besteht, die in eine scheibenförmige Form gepresst wurde. Durch die in eine Form gepresste Stahlwolle wird die gewünschte akustische Entkopplung zwischen Kraftstoffzuteiler und dem Fügepartner erreicht, so dass auch an dieser Stelle die Ausbreitung der Schaltgeräusche der Einspritzventile wirkungsvoll unterbunden wird.

Im Ergebnis ist es mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Kraftstoffzuteilers möglich, die Schaltgeräusche der Einspritzventile in ausreichender Weise zu unterdrücken, wobei weitere Abdeckungen oder Maßnahmen zur Geräuschdämmung nicht mehr erforderlich sind.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen beschrieben. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen genannten Vorteile können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Zeichnungen
Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffzuteilers im Schnitt;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffzuteilers im Schnitt;
3 eine Befestigungsbohrung mit einem Dämpfungselement in einer isometrischen Darstellung und
4 und 5 Querschnitte durch zwei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Dämpfungselemente.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kraftstoffzuteiler im Schnitt. Der Kraftstoffzuteiler besteht aus einem rohrförmigen Kraftstoffverteilerstück 1. Von dem Kraftstoffverteilerstück 1 zweigen Anschlussstutzen 3 ab, von denen nur einer in 1 sichtbar ist. An jedem der Anschlussstutzen 3 ist ein Einspritzventil 5 hydraulisch dicht befestigt. Dies kann beispielsweise durch eine Schweißnaht 7 oder eine lösbare oder unlösbare Verbindung (s. 2) erfolgen.
Die Kraftstoffversorgung der Einspritzventile 5 erfolgt über einen Zulauf 9 des Kraftstoffverteilerstücks 1, sowie das Kraftstoffverteilerstück 1 und die Anschlussstutzen 3. In 1 ist eine elektrische Kontaktierung 11 angedeutet.
Der elektrische Kontakt 11 ist über Kabel oder einen anderen elektrischen Leiter mit einer Anschlussbuchse 13 elektrisch verbunden. Dadurch ist es möglich, mit der Befestigung des Einspritzventils 5 am Anschlussstutzen 3 gleichzeitig das Einspritzventil 5 elektrisch anzuschließen und alle Einspritzventile 5 eines Kraftstoffzuteilers durch Einstecken eines Steckers in die Anschlussbuchse 13 mit dem Steuergerät der Brennkraftmaschine zu verbinden. Sowohl das Kraftstoffverteilerstück 1 als auch das Einspritzventil 5 sind von einer Ummantelung 15 umgeben, die aus einem geräuschdämmenden Kunststoff hergestellt wird.
Die Ummantelung 15 kann, wie in 1 dargestellt, um das Kraftstoffverteilerstück 1 und die Einspritzventile 5 herum gespritzt werden. Bei dieser Variante ist der Kraftstoffzuteiler nicht in seine Einzelteile zerlegbar. Dadurch ergeben sich Vorteile bezüglich der Abdichtung gegen Umwelteinflüsse, wie beispielsweise Nässe, und die Zahl der Bauteile bzw. Baugruppen wird reduziert.
Die Auswahl eines geeigneten Kunststoffs für die Ummantelung 15 ist abhängig von der gewünschten Applikation und den dort herrschenden Randbedingungen zu treffen. In der Beschreibungseinleitung sind verschiedene Kunststoffe, die sich bei Versuchen als geeignet erwiesen haben, ausgeführt und es wird auf das dort Gesagte verwiesen.
In 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffzuteilers dargestellt, wobei ein wesentlicher Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel darin besteht, dass das Einspritzventil mit dem Anschlussstutzen 3 lösbar verbunden ist. Die Verbindung erfolgt durch einen U-förmigen Clip 17, der ein C-förmiges Profil aufweist. Dieses C-förmige Profil wirkt so mit entsprechenden Vorsprüngen 19 des Anschlussstutzens 3 und des Einspritzventils 5 zusammen, dass eine formschlüssige Verbindung hergestellt wird. Um die geforderte Dichtheit zu erreichen, ist zusätzlich ein Dichtring, insbesondere ein O-Ring 19, vorgesehen.
Die Verbindung zwischen Anschlussstutzen 3 und Einspritzventil 5 kann gelöst werden, indem der Clip 17 senkrecht zur Zeichenebene herausgenommen wird, so dass anschließend das Einspritzventil 5 in 2 nach unten abgezogen werden kann. Es versteht sich von selbst, dass die Ummantelung 15 eine Aussparung 25 aufweisen muss, durch die der Clip 17 ein- und ausgeführt werden kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist auch die elektrische Kontaktierung mit Hilfe einer Signalleitung 21 und einem Stecker 23 realisiert. Dies bedeutet, dass bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2 ein einzelnes Einspritzventil 5 ausgetauscht werden kann, falls es nicht mehr zufriedenstellend arbeitet.
Bezüglich der Materialien, aus denen die Ummantelung 15 hergestellt wird, wird auf das in der Beschreibungseinleitung Gesagte verwiesen.
In 3 ist ein konstruktives Detail eines erfindungsgemäßen Kraftstoffzuteilers isometrisch dargestellt. 3 zeigt eine Befestigungsschraube 27, die durch eine Befestigungsbohrung 29 des Kraftstoffzuteilers gesteckt ist.
Zwischen der Befestigungsschraube 27 und der Befestigungsbohrung 29 ist ein erfindungsgemäßes Dämpfungselement 31 angeordnet, welches die Übertragung von Körperschall auf den Fügepartner z. B. Zylinderkopf oder Ansaugrohr (nicht dargestellt) des Kraftstoffzuteilers verhindert.
In 4 ist ein Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfungselements 31 dargestellt. Dabei ist mit dem Bezugszeichen 33 die Oberkante eines Fügepartners 33, dies kann zum Beispiel der Zylinderkopf oder das Saugrohr der Brennkraftmaschine sein, bezeichnet an dem der Kraftstoffzuteiler mittels der Befestigungsschraube 27 befestigt wird, dargestellt.
Zwischen dem Fügepartner 33 und dem Kopf der Befestigungsschraube 27 sind eine Hülse 35 sowie eine Unterlegscheibe 37 angeordnet. Die Hülse 35 kann beispielsweise aus einem Stahlrohr hergestellt werden und ist in ihrer Länge so bemessen, dass ein unzulässiges Zusammenpressen des Dämpfungselements 31 verhindert wird. Das Dämpfungselement besteht außer den genannten Bauteilen auch noch aus zwei Scheiben 39, die beispielsweise aus gepresster Stahlwolle hergestellt werden. Die Scheiben 39 fixieren die Befestigungsbohrung 29 des Kraftstoffzuteilers relativ zu dem Fügepartner 33 sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, wobei wegen der guten Dämpfungseigenschaften der aus gepresster Stahlwolle bestehenden Scheiben 39 der Körperschall nicht vom Kraftstoffzuteiler auf den Fügepartner 33 übertragen wird. Dadurch wird die Ausbreitung des Körperschalls von dem Kraftstoffzuteiler auf den Fügepartner 33 wirksam unterbunden. Die Scheiben 39 sind sehr temperaturbeständig und unempfindlich gegen Kraftstoffe, alterungsbeständig und deshalb auch über die gesamte Lebensdauer einer Brennkraftmaschine von uneingeschränkter Wirksamkeit.
In 5 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel dargestellt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine metallische Hülse 35 vorgesehen, die einen Mindestabstand zwischen dem Kopf der Befestigungsschraube 27 und dem Fügepartner 33 sichert. Zwischen der Befestigungsbohrung 29 und der Hülse 35 ist ein Dämpfungselement 31, welches als Gummiformteil ausgebildet ist, das zwei Scheiben 39 aufweist, die durch einen schlauchförmigen Abschnitt 41 miteinander verbunden sind. Dadurch, dass die Scheiben 39 durch einen schlauchförmigen Abschnitt 41 miteinander verbunden sind, kann das Gummiformteil einstückig ausgeführt werden, was die Montage und Lagerhaltung erleichtert.

Claims

Kraftstoffzuteiler für eine Kraftstoffeinspritzanlage mit einem Kraftstoffverteilerstück (1), mit mindestens zwei Einspritzventilen (5), wobei die Einspritzventile (5) mit dem Kraftstoffverteilerstück (1) hydraulisch dicht verbunden sind, und mit einer Ummantelung (15) von Kraftstoffverteilerstück (1) und Einspritzventilen (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (15) aus einem geräuschdämmenden Kunststoff besteht.
Kraftstoffzuteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (15) aus Polyamid, Polybutylenterephtalat oder Polyphenylsulfid besteht.
Kraftstoffzuteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (15) aus einem elastischen Schaum besteht.
Kraftstoffzuteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (15) aus einem offenporigen oder geschlossenporigen Schaum besteht.
Kraftstoffzuteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kunststoff der Ummantelung (15) ein Füllstoff, bevorzugt ein Füllstoff mit einem hohen spezifischen Gewicht, zugesetzt wird.
Kraftstoffzuteiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllstoff Bariumsulfat und/oder Eisenoxid eingesetzt wird.
Kraftstoffzuteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (15) um das Kraftstoffverteilerstück (1) und die mindestens zwei Einspritzventile (5) gespritzt wird.
Kraftstoffzuteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (15) aus zwei Schalen besteht, und dass die zwei Schalen um das Kraftstoffverteilerstück (1) und die mindestens zwei Einspritzventile (5) gelegt und in dieser Position befestigt werden.
Kraftstoffzuteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffzuteiler mindestens eine Befestigungsbohrung (29) aufweist, und dass zwischen der mindestens einen Befestigungsbohrung (29) und einer Befestigungsschraube (27) ein Dämpfungselement (31) angeordnet ist, und dass das Dämpfungselement (31) eine akustische Entkoppelung zwischen Kraftstoffzuteiler einerseits sowie Befestigungsschraube (27) und Fügepartner (33) andererseits sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung gewährleistet.
Kraftstoffzuteiler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (31) eine zylindrische Hülse (35) und zwei Scheiben (39) umfasst.
Kraftstoffzuteiler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (39) aus Gummi hergestellt werden.
Kraftstoffzuteiler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (39) durch einen schlauchartigen Abschnitt miteinander verbunden sind.
Kraftstoffzuteiler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Scheibe (39) aus in eine scheibenförmige Form gepresster Stahlwolle besteht.